聲振汽車音響知識分享——聲音的頻率

2020-12-05 聲振行雲

音調表示聲音頻率的高低,是人耳對聲頻高低的一種抽象的評估。人對聲頻的感覺,與聲頻的頻譜、響度、持續時間和混響特徵等有關,尤其以頻譜對人耳的感覺最大。

頻率劃分

通常我們把20-200Hz稱為低音頻段,200Hz-600Hz稱為中低音頻段,600-6kHz稱為中高音頻段,6K-20KHZ稱為高音頻段。參考樂器的頻寬,以及管弦樂團對聲音的稱呼,標準上將20HZ---20KHZ的頻率分為以下七段:

極低頻 20Hz-40Hz這個八度稱為極低頻。這個頻段內的樂器很少,大概祇有低音提琴、低音巴松管、土巴號、管風琴、鋼琴等樂器能夠達到那麼低的音域。由於這段極低頻並不是樂器的最美音域,因此作曲家們也很少將音符寫得那麼低,除非是流行音樂以電子合成器刻意安排。有些人誤認一件事情,說雖然樂器的基音沒有那麼低,但是泛音可以低至基音以下。其實這是不正確的,因為樂器的基音就是該音最低的音,音祇會以二倍、三倍、四倍、五倍…等的往上爬高,而不會有往下的音。這就像您將一根弦繃緊,弦的全長振動頻率就是基音,二分之一、三分之一、四分之一、五分之一…等弦長的振動就是泛音。基音與泛音的相加就是樂器的音色。

低頻 40Hz-80Hz這段頻率稱為低頻。這個頻段有什麼樂器呢?大鼓、低音提琴、大提琴、低音巴松管、巴松管、低音伸縮號、低音單簧管、土巴號、法國號等。這個頻段就是構成渾厚低頻基礎的大功臣。通常,一般人會將這個頻段誤以為是極低頻,因為它聽起來實在已經很低了。如果這個頻段的量感太少,豐潤澎湃的感覺一定沒有;而且會導致中高頻、高頻的突出,使得聲音失去平衡感,不耐久聽。

西雅士超低音

20-80HZ這個頻段在汽車音響中,聲振一般建議交給低音炮負責

中低頻 80Hz-160Hz之間,稱為中低頻。這個頻段中的樂器包括了剛才低頻段中所提及的樂器,對了,定音鼓與男低音也要加上去。這個頻段是最頭痛的一段,因為它是造成耳朵轟轟然的元兇。為什麼這個頻段特別容易有峰值呢?這與聆聽環境的長、寬、高尺寸有關。如果這個頻段過多,就會使聲音渾濁,產生嚴重的音染。如果你減弱這個頻段,又會使下邊的低頻與上邊的中頻也隨著中低頻的吸收而呈凹陷狀態,而使得聲音變瘦,缺乏豐潤感。

中頻 從160Hz-1280Hz橫跨三個八度(320Hz、640Hz、1280Hz)之間的頻率我稱為中頻。這個頻段幾乎把所有樂器、人聲都包含進去了,所以是非常重要的頻段。很多人對樂器音域的最大誤解也發生在此處。例如:小提琴的大半音域都在這個頻段,但一般人卻誤以為它很高;不要以為女高音音域很高,一般而言,她的最高音域也才在中頻的上限而已。這段中頻在音響上是很重要的,只要這段頻率凹陷,聲音的表現馬上變瘦了。這個頻段的重要性同時也可以從二音路喇叭的分頻點來分析。一般二音路喇叭的分頻點大多在2500Hz或3000Hz左右,也就是說,2500Hz以上的頻率由高音單體負責,2500Hz以下由中低音單體負責。這2500Hz約莫是1280Hz的二倍,也就是說,為了怕中低音單體在中頻極限處產生太大的分頻點失真,設計師們統統把分頻點提高到中頻上限的二倍處,如此一來,最完美的中頻就可以由中低音單體發出。高音單元做什麼用呢?如果您曾經將耳朵貼近高音單元,您就聽到一片「嘶嘶」的聲,那就是大部份泛音所在。如果沒有高音單元發出嘶嘶的音,單用一個中低音單元來唱音樂,那必然是晦暗不堪的。當然,如果是三音路設計的喇叭,這段中頻絕大部份會被包含在中音單元中。

中高頻 1280Hz-2560Hz稱為中高頻。這個頻段有什麼樂器呢?小提琴約有四分之一的較高音域在此,中提琴的上限、長笛、單簧管、雙簧管的高音域、短笛的一半較低音域、鈸、三角鐵等。請注意,小喇叭並不在此頻段域中。其實中高頻很容易辨認,祇要弦樂群的高音域及木管的高音域都是中高頻,這個頻段很容易使人誤認為是高頻。

高頻 2560Hz-5120Hz這段頻率稱之為高頻。這段頻域對於樂器演奏而言,已經是很少有機會涉入了。因為除了小提琴的音域上限、鋼琴、短笛高音域以外,其餘樂器大多不會出現在這個頻段中。從喇叭的分頻點中,我們可以發現到這段頻域全部都出現在高音單元中。如我前面所言,當您將耳朵靠近高音單元時,您所聽到的不是樂器的聲音,而是一片嘶嘶聲。從高音單體的表現中,可以證明高音單元幾乎很少發出樂器或人聲的基音,它只是發出基音的高倍泛音而已。

芬朗紳士包三分頻

整個中低頻到高頻這幾個頻段,聲振一般建議交由中低或者三分頻中的中低和中音負責,這裡要說明的是並不是喇叭單體本身不能播放較低或者較高的頻段,而是因為汽車的特殊安裝環境讓喇叭安裝後的F3達不到那麼低。

極高頻 5120Hz-20000Hz的頻段,稱之為極高頻。各位可以從高頻就已經很少有樂器出現的事實中,了解到極高頻所容納的儘是樂器與人聲的泛音。一般樂器的泛音大多是愈高處能量愈小,換句話說,高音單元要製造得很敏銳,才能夠清楚地再生非常細微的聲音。從這裡,發生了一件困擾喇叭單元製造的事情,那就是要如何兩全其美?什麼是「兩全」?您有沒有想過,假若一個高音單元為了清楚再生所有細微的泛音,不顧一切地設計成很小的電流就能推動振膜,那麼同樣由這個高音單元所負責的大能量高頻與中頻極可能就會時常處於失真的狀態,因為這二個頻段的能量要比極高頻大太多了。這也是目前市面上許多喇叭極高頻很清楚,卻容易流於刺耳的原因之一。

頂級高音單元

極高頻在汽車音響中都是交友高音單元負責播放,當然也並不是所有單元都能完整播放5-20KHZ,一般聲振建議大家選購單元時要注重單元品質,根據喇叭的安裝位置,綜合考慮

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